Este documento describe las partes y funciones de un disco duro. Explica que un disco duro está compuesto de uno o más platos giratorios que almacenan datos magnéticamente, y cabezales de lectura/escritura que pueden acceder a cualquier parte de los platos. También resume las características clave de un disco duro como el tiempo de acceso, velocidad de rotación, y capacidad de almacenamiento.
1. DISCO DURO
Partes y funciones
de cada una
Lina Marcela Novoa Rios
2. DEFINICIÓN
Es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un
sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se
compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un
mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada.
Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de
lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por
la rotación de los discos.
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar
un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación
de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el
disco, que dependerá del formato empleado.
3. FUNCIONAMIENTO
MECÁNICO
Un disco duro suele tener:
• Platos: en donde se graban los datos.
• Cabezal: de lectura/escritura.
• Motor: que hace girar los platos.
• Electroimán: que mueve el cabezal.
• Circuito electrónico: de control, que incluye: interfaz con la
computadora, memoria caché.
• Bolsita desecante: (gel de sílice) para evitar la humedad.
• Caja: que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer
algún filtro de aire.
4. CARACTERÍSTICAS
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en
situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio
de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y
la Latencia media (situarse en el sector).
Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en
situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la
aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
5. Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco
en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de
información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el
número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores
por pista.
Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el
sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación
completa del disco. Velocidad de rotación: Revoluciones por
minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor
latencia media.
Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la
información a la computadora una vez la aguja está situada en la
pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
6. Otras características son:
Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro.
Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la
computadora. Puede
ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI
Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga
la computadora.
7. ESTRUCTURA FÍSICA
Dentro de un disco duro hay uno o varios platos (entre 2 y 4
normalmente, aunque hay hasta de 6 ó 7 platos), que son
discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a
la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un
conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven
hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la
punta de dichos brazos están las cabezas de
lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal
pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.
8. Cada plato posee dos caras, y es necesaria una cabeza de
lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-
Cabeza-Sector de más abajo, a primera vista se ven 4 brazos, uno para
cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene
2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la
cara inferior.
Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones
comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y
existen discos duros con un número impar de cabezas, o con
cabezas deshabilitadas.
9. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy
cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se
forma entre éstas y los platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen
un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platos
hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de
esta película). Si alguna de las cabezas llega a tocar una superficie de un
plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a lo
rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se
mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas).
10. Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza: número de cabezales.
Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde
exterior.
Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están
alineadas verticalmente (una de cada cara).
Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es
fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán
4 KiB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual
desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas
exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores.
Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que
aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más
eficientemente el disco duro.
11. El primer sistema de direccionamiento que se usó fue
el CHS (cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tres valores se
puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otro
sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques),
que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno
un único número. Éste es el que actualmente se usa.
